Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu đặc sản từ nguyên liệu nếp cái hoa vàng ở việt nam

Với hương vị rất đặc trưng, khác biệt so với các loại rượu được sản xuất từ các nguyên liệu khác, việc nghiên cứu để sản xuất rượu từ nếp cái hoa vàng là một vấn đề đang được các nhà kho

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 6 

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 8 

1.1 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ SẢN XUẤT RƯỢU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 8  

1.1.1 Lịch sử sản xuất rượu trên thế giới 8  

1.1.2 Lịch sử sản xuất rượu tại Việt Nam 12  

1.2 SẢN XUẤT RƯỢU THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG 15  

1.2.1 Các nguyên liệu trong sản xuất rượu theo phương pháp truyền thống 15  

1.2.2 Quy trình sản xuất rượu theo phương pháp truyền thống 25  

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất rượu truyền thống 27  

1.2.4 Ứng dụng một số chế phẩm enzym và nấm men thuần chủng trong sản xuất rượu đặc sản 29  

1.3 NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG 32  

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34  

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 34  

2.1.1 Nguyên vật liệu 34  

2.1.2 Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 35  

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35  

2.2.1 Xác định thành phần của nguyên liệu ban đầu 35  

2.2.2 Xác định các chỉ tiêu sau lên men 39  

2.3 CÁCH TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU 43  

2.3.1 Cách chuẩn bị thí nghiệm 43  

2.3.2 Sơ đồ quy trình cải tiến sản xuất rượu đặc sản từ nếp cái hoa vàng 45  

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 

3.1 KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU ĐẶC SẢN Ở VIỆT NAM 46  

3.1.1 Khảo sát vùng nguyên liệu sản xuất rượu đặc sản 46  

3.1.2 Khảo sát về bánh men trong sản xuất rượu đặc sản 49  

3.1.3 Khảo sát quy trình sản xuất rượu đặc sản ở Việt Nam 57  

3.2 NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH 64  

3.2.1 Xác định thành phần của nguyên liệu ban đầu 64  

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của enzym Stargen tinh khiết bổ sung 65  

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch nấm men bổ sung 66  

3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lên men lỏng 68  

3.2.5 Đề xuất quy trình sản xuất cải tiến rượu đặc sản 69  

3.2.6 So sánh quy trình sản xuất rượu truyền thống và quy trình nghiên cứu 70  

3.2.7 Tiến hành thử nghiệm trên quy mô 4 lít 71  

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 

LỜI CẢM ƠN

Vui mừng hoàn thành đề tài, tôi không quên gửi những lời cảm ơn chân thành đến những người đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc đến

PGS.TS Nguyễn Thanh Hằng, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Viện Công

nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm, trường ĐH Bách Khoa Hà Nội đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu này

Tôi cũng gửi những lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo trong Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm, trường ĐH Bách Khoa Hà Nội đã tận tình truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học cao học

Sau cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè, gia đình và cơ quan công tác, những người luôn bên cạnh tôi động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành chương trình học cũng như nội dung bản luận văn của mình

Dù tôi đã cố gắng rất nhiều để hoàn thiện bản luận văn bằng sự nhiệt tình và năng lực của mình nhưng sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để bản luận văn được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 26 tháng 5 năm 2012

Học viên

Ngô Thị Thu Hiền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học mà bản thân tôi đã trực tiếp thực hiện Tất cả các số liệu kết quả trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 26 tháng 5 năm 2012

Học viên

Ngô Thị Thu Hiền

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Hàm lượng các loại protein của gạo nếp cái hoa vàng xát 19 

Bảng 1.2 Thành phần các axit amin trong protein của gạo nếp cái hoa vàng xay (theo % protein) 19 

Bảng 1.3 Thành phần tro của gạo nếp cái hoa vàng (% chất khô) 20 

Bảng 1.4 Một số tính chất của chế phẩm Stargen 001 29 

Bảng 2.1: Lượng cồn thu được theo nguyên liệu 42 

Bảng 3.1 Các loại rượu truyền thống được sản xuất tại vùng rượu 1 47 

Bảng 3.2 Các loại rượu truyền thống được sản xuất ở vùng rượu 2 48 

Bảng 3.3 Thành phần của gạo nguyên liệu (% khối lượng) 64 

Bảng 3.4 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ Stargen tinh khiết bổ sung 66 

Bảng 3.5 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung 67 

Bảng 3.6 Khảo sát thời gian lên men lỏng 68 

Bảng 3.7 So sánh quy trình truyền thống với quy trình cải tiến 71 

Bảng 3.8 Kết quả thử nghiệm mẫu 4 lít 72 

ơ

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Quy trình sản xuất rượu Sake 10 

Hình 2 Quy trình sản xuất rượu Sochu 11 

Hình 3 Quy trình sản xuất rượu Bubod 12 

Hình 4: Quy trình sản xuất rượu theo phương pháp truyền thống [6] 25 

Hình 5: Sơ đồ nghiên cứu quy trình cải tiến sản xuất rượu đặc sản 45 

Hình 6 Phương pháp sản xuất men thuốc bắc theo phương pháp truyền thống 56 

Hình 7 Quy trình sản xuất rượu theo phương pháp truyền thống đã được thực hiện ở các vùng 58 

Hình 8 Quy trình sản xuất cải tiến rượu đặc sản 70 

MỞ ĐẦU

Rượu là một loại đồ uống mang hương vị truyền thống, đậm đà bản sắc dân tộc, là sản phẩm hữu cơ có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó được ứng dụng rộng rãi trong các ngành như công nghiệp, nông nghiệp, y tế Chỉ riêng đối với ngành công nghiệp thực phẩm, nhu cầu rượu trên thế giới hàng năm đã lên tới 9 tỷ lít mỗi năm

Theo dự báo của ngành rượu bia và nước giải khát Việt Nam, từ nay đến năm 2020, nhu cầu rượu cồn từ nguyên liệu tinh bột là rất lớn, như năm

2005 là 15 triệu lít, năm 2010 là 30 triệu lít và đến năm 2020 cần 55-60 triệu lít sản phẩm này để đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng trong nước và phục vụ xuất khẩu

Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ra các sản phẩm rượu chủ yếu là

rỉ đường, sắn, ngô, gạo Đây là những nguyên liệu sẵn có và rẻ tiền, đã mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà sản xuất rượu Trong đó, nếp cái hoa vàng là cây lương thực được trồng ở khắp các tỉnh thành trong cả nước và cho năng suất rất cao

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đời sống xã hội ngày càng nâng cao thì việc đa dạng hóa sản phẩm là việc làm cần thiết Với hương

vị rất đặc trưng, khác biệt so với các loại rượu được sản xuất từ các nguyên liệu khác, việc nghiên cứu để sản xuất rượu từ nếp cái hoa vàng là một vấn đề đang được các nhà khoa học và xã hội quan tâm, ủng hộ nhằm tạo ra sản phẩm rượu có chất lượng cao phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu Ngoài các rượu làng nghề có chất lượng cao thì phần lớn là rượu dân tự nấu,

do trình độ công nghệ còn kém và thiết bị sản xuất thô sơ nên còn rất nhiều độc tố, tạp chất có tác động xấu tới hệ tiêu hóa, hệ thần kinh, ảnh hưởng xấu

tới sức khỏe của người tiêu dùng Mặt khác hiệu suất thu hồi rượu thấp, hao phí nguyên vật liệu lớn dẫn đến hiệu quả sản xuất chưa cao Nhằm hoàn thiện công nghệ sản xuất các loại rượu cổ truyền với sự kết hợp hài hòa giữa công nghệ cổ truyền và kỹ thuật hiện đại thành những loại rượu đặc sản có tính chất

đặc trưng cho từng vùng, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu đặc sản từ nguyên liệu nếp cái hoa vàng ở Việt Nam”

Mục đích của đề tài:

Bằng việc kết hợp giữa công nghệ truyền thống và công nghệ tiên tiến, đưa ra quy trình sản xuất rượu đặc sản có chất lượng tốt và hiệu suất cao mà vẫn đảm bảo chất lượng của rượu truyền thống Nghiên cứu tập trung vào sản xuất rượu từ nguyên liệu gạo nếp cái hoa vàng theo phương pháp cổ truyền bằng men thuốc bắc

Nội dung đề tài:

1 Khảo sát nguồn nguyên liệu và phương pháp sản xuất bánh men thủ công;

2 Khảo sát nguồn nguyên liệu nếp cái hoa vàng và quy trình sản xuất rượu đặc sản từ nếp cái hoa vàng ở Việt Nam;

3 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất rượu truyền thống: enzym tinh khiết bổ sung, tỷ lệ dịch nấm men bổ sung, thời gian lên men lỏng;

4 Đưa ra quy trình cải tiến sản xuất rượu đặc sản từ nếp cái hoa vàng;

5 Đánh giá hiệu quả của quy trình cải tiến sản xuất rượu đặc sản từ nếp cái hoa vàng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ SẢN XUẤT RƯỢU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM

1.1.1 Lịch sử sản xuất rượu trên thế giới

Rượu là sản phẩm đã mang lại nhiều tính năng cho loài người theo năm tháng lịch sử Từ thời cổ đại đến nay, rượu đóng một vai trò quan trọng trong tôn giáo và thờ cúng Thời nguyên thủy, rượu là một thức uống bổ dưỡng của con người và đã được sử dụng rộng rãi mang tính chữa bệnh, sát trùng và giảm đau Loại thức uống giải khát này giữ vai trò tất yếu, góp phần làm tăng chất lượng cuộc sống con người Rượu có thể là một xúc tác xã hội có thể mang lại sự thư giãn, sự dễ chịu mang tính dược liệu và làm tăng sự ngon miệng Do vậy, tuy rượu thường bị sử dụng một cách không đúng bởi một nhóm ít người, rượu vẫn được minh chứng là thức uống có ích lợi đối với đại

đa số con người

Sự khám phá ra của những bình chứa bia thời kỳ đồ đá gần đây đã xác minh một thực tế rằng đồ uống lên men đã tồn tại ít nhất là 10.000 năm trước Công nguyên

Thú vui thưởng rượu đã trở thành một thói quen không thể thiếu của mỗi cá nhân đang sinh sống trên trái đất này, cho dù có sự khác biệt về màu

da, chủng tộc, không gian địa lý, thành phần ngôn ngữ, giới tính, tuổi tác, trình độ, thành phần xã hội Uống rượu được đánh giá là một nét văn hoá tiêu biểu, một mặt, vừa mang tính cộng đồng cao, mặt khác lại mang đậm nét đặc trưng cho mỗi quốc gia Chính điều này sẽ giúp cho việc giao lưu, tìm hiểu văn hoá giữa các dân tộc một cách dễ dàng

Trên thế giới, các nước khác nhau thì có các loại rượu đặc sản khác nhau và phần lớn các loại rượu này được sản xuất theo phương pháp thủ công

Các sản phẩm rượu rất đa dạng và phong phú về chủng loại, nguồn gốc, xuất xứ, nguyên liệu làm ra chúng Mỗi thương hiệu, sản phẩm rượu nổi tiếng thế giới đều có một phong cách rất riêng biệt Dưới đây là sơ đồ quy trình sản xuất một số loại rượu truyền thống của một số nước:

™ Rượu Sake:

Rượu Sake là rượu nhẹ truyền thống được nấu từ gạo qua nhiều công đoạn lên men mà người Nhật gọi là Nihonshu hoặc Luật thuế rượu của Nhật Bản gọi là Seishu Đây là một loại thức uống cổ truyền được sử dụng rộng rãi

ở Nhật Bản, nó là một loại vang gạo chứa từ 10% đến 20% rượu

Các nhà khoa học Nhật gọi những vi sinh vật chủ yếu tham gia trong quá trình lên men Sake là nấm mốc koji và nấm men sake Sự đường hóa

trong quá trình sản xuất sake được tiến hành nhờ nấm mốc Aspergillus oryjae,

canh trường nấm mốc này trên gạo hoặc đậu gọi là koji Nấm men sake được phát triển chủ yếu trong quá trình sản xuất moto [6] Nguyên liệu để sản xuất sake là gạo và nước Quy trình sản xuất được thực hiện như sau:

Hình 1 Quy trình sản xuất rượu Sake

™ Rượu Sochu:

Sochu là thương hiệu quốc gia về rượu truyền thống của Hàn Quốc Nguyên liệu để sản xuất rượu sochu là gạo, khoai ngọt, bột mỳ, bột bắp và kê Quy trình sản xuất được thực hiện như sau:

Hình 2 Quy trình sản xuất rượu Sochu

Hấp 100oC Nuôi mốc

Để yên Chưng cất

Trộn đều

Lên men 25-30oC, 15-20 ngày

Pha trộn Tinh chế

™ Rượu Bubod:

Rượu Bubod là loại rượu đặc sản truyền thống của Philippine Rượu được sản xuất chủ yếu từ nguyên liệu gạo và thường được gọi là vang gạo Quy trình sản xuất được thực hiện theo sơ đồ sau:

Hình 3 Quy trình sản xuất rượu Bubod

1.1.2 Lịch sử sản xuất rượu tại Việt Nam

Việt Nam, giống như hầu hết các nước Đông Nam Á khác, tuy nằm trong vùng nhiệt đới rất đa dạng các loại trái cây, nhưng hầu như không thấy

Hấp chín

Làm nguội

Cho vào thùng sạch có phủ 1 lớp phomat sống

Lên men trong bóng tối 28-30oC trong 3-5 ngày Giống vi sinh vật

Gạo

Bubod [5]

dòng sản phẩm rượu đặc sản từ trái cây Ngoại trừ một số rất ít sản phẩm rượu

từ trái cây như rượu Tà Vạt của người C’Tu – Quảng Nam thì dòng rượu đặc sản Việt Nam và hầu hết các nước Đông Nam Á khác là rượu gạo, có qua chưng cất hoặc không

Rượu đặc sản Việt Nam rất đa dạng, mỗi vùng miền đều có những sản phẩm đặc trưng riêng và đều rất nổi tiếng Phần lớn các vùng miền cả nước hiện nay vẫn thường gọi tên rượu đơn thuần gắn với tên của địa phương sản xuất rượu như: Rượu Mẫu Sơn – Lạng Sơn, rượu Bản Phố - Bắc Hà, rượu Shan Lùng – Bát Xát – Lào Cai, rượu Đao – Yên Bái, rượu Bó Nặm – Bắc Kạn, rượu Làng Vân – Bắc Giang, rượu Kim Long – Quảng Trị, rượu Làng Chuồn, rượu Đá Bạc, rượu Bồng Sơn, rượu Phú Lễ - Bến Tre, rượu Xuân Thạch – Trà Vinh, rượu Tân Lộc , các loại rượu cần Tây Bắc, Tây Nguyên

đã tạo nên những thương hiệu rượu địa phương nổi tiếng không chỉ với người trong nước mà còn cả người nước ngoài Ngoài ra, cũng thường thấy rượu được gọi theo tên của nguyên liệu chính được sử dụng nấu rượu như: rượu nếp cái hoa vàng, rượu ngô Bắc Hà, rượu nếp cẩm, rượu nếp hương, rượu mầm thóc

Rượu Kim Long là tên gọi một loại rượu có nguồn gốc từ huyện Hải Lăng tỉnh Quảng Trị là loại rượu đế nổi tiếng từ lâu Trong Đại Nam Nhất Thống Chí đã viết rượu Kim Long ở Hải Lăng, Quảng Trị là ngon hơn hết Sau khi thành phẩm và đóng chai, rượu được ngâm trong nước lạnh với thời gian nhất định khoảng 10 ngày Đây là loại rượu được dùng tiến vua và ngày xưa thực dân Pháp đã nhập khẩu loại rượu này

Rượu Kim Sơn là tên gọi một loại rượu có thương hiệu được sản xuất

từ huyện miền biển Kim Sơn thuộc tỉnh Ninh Bình Rượu Kim Sơn thường có nồng độ cao, trong suốt, bọt tăm rượu càng to thì độ rượu càng cao Ngày

trước, rượu được đựng trong các vò đất và nút lá chuối khô Rượu Kim Sơn khi uống vào cảm thấy rất thơm và êm dịu Một đặc trưng của rượu là càng để lâu càng ngon

Trà Vinh nổi tiếng với rượu Xuân Thạnh với 2 loại trắng và đỏ Loại đỏ

có độ cồn nhẹ hơn được làm từ nếp thường pha lẫn nếp than tạo màu tím

Rượu Bầu Đá là loại rượu nổi tiếng nhất ở huyện Tây Sơn, tỉnh Bình Định với truyền thống võ học lâu đời Cũng chính vì vậy mà đây là loại rượu rất nặng, được nấu từ nước suối ở huyện Tây Sơn Rượu này được nấu từ gạo nếp, ngô, hoặc khoai mỳ

Rượu Bó Nặm là một loại rượu trắng nổi tiếng của Bắc Kạn, được lên men từ ngô và thảo dược, sau đó chưng cất theo phương pháp truyền thống của các dân tộc thiểu số địa phương Rượu Bó Nặm có đặc trưng là hương thơm, vị hơi ngọt Rượu Bó Nặm có nhiều loại với các độ cồn và dùng men khác nhau và được sử dụng tùy theo từng dịp Những loại có độ cồn cao thường được chưng cất hơn một lần Rượu Bó Nặm nấu theo phương pháp thủ công truyền thống có màu hơi đục do quá trình chưng cất thủ công không loại trừ hết được các hạt tinh bột siêu nhẹ và các chất đường

Rượu cần là cách gọi của người Việt đối với các loại rượu đặc sản được một số dân tộc thiểu số Việt Nam ủ men trong hũ/ bình/ chóe/ ché/ ghè, không qua chưng cất, khi đem ra uống phải dùng các cần làm bằng tre/ trúc đục thông lỗ để hút rượu Rượu cần là thứ đồ uống quý thường chỉ dùng trong các dịp lễ tế thần linh, những ngày hội làng và dành đãi khách

Rượu làng Vân còn gọi là Vân hương mỹ tửu, trước kia thường dùng sắn tươi, sắn khô, nay chủ yếu dùng gạo, là loại rượu nổi danh miền Bắc Khi thực dân Pháp đến làng, họ tập trung tất cả dân làng về một nhà máy ở ngay

đầu làng bắt mọi người phải nấu rượu Khi rượu thành phẩm, những con tàu theo dòng sông Cầu cập bến và chở sang nước Pháp Rượu nếp cái hoa vàng làng Vân theo đó mà đi muôn phương ” Rượu làng Vân từ xưa đã nổi tiếng

là thơm ngon nhờ hương liệu của nếp cái hoa vàng - thứ nếp đặc biệt thơm ngon hòa cùng men rượu bí truyền của làng Vân sau 72 giờ ngâm ủ mới cho

ra rượu nếp như một thứ tinh túy nhất của trời đất ban tặng cho con người

Đến nay, với nguồn lương thực dồi dào, trong hoàn cảnh rượu thủ công vẫn được tiêu thụ rộng rãi, các nhà máy rượu do Nhà nước quản lý như Công

ty rượu Hà Nội đã tiến hành đổi mới trang thiết bị và công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời đưa ra nhiều sản phẩm mới, nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường trong nước và vươn ra thị trường quốc tế, khẳng định chất lượng hàng đầu của rượu Việt Nam

1.2 SẢN XUẤT RƯỢU THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG

1.2.1 Các nguyên liệu trong sản xuất rượu theo phương pháp truyền thống

1.2.1.1 Gạo nếp cái hoa vàng

Nguyên liệu là yếu tố quyết định đến chất lượng của sản phẩm, muốn sản xuất được sản phẩm có chất lượng tốt thì cần phải có nguyên liệu đảm bảo chất lượng Nguyên liệu để lên men rượu thường là các loại ngũ cốc có hàm lượng tinh bột cao như: gạo (tẻ, nếp), gạo lứt,gạo nương lúa mạch, ngô hạt, mầm thóc, sắn, hạt mít, hạt dẻ, hạt bo bo v.v Tuy một số vùng miền có những nguyên liệu đặc trưng (như mầm thóc, ngô, hạt mít, hạt dẻ v.v.), nhưng nói chung các loại gạo nếp cho thành phẩm rượu được ưa chuộng nhất trong cộng đồng tại khắp các vùng miền do gạo rất thơm và rượu có độ ngọt nhất định Các loại gạo nếp như nếp cái hoa vàng, nếp bông chát, nếp ruồi, nếp mỡ, nếp mường, nếp sáp, nếp thơm, nếp hương, nếp ngự, nếp quạ, nếp cái, nếp tiêu,

nếp sột soạt, nếp ba tháng được sử dụng nấu rượu cho thấy sự đa dạng và đôi khi, là sự kén chọn hết sức cầu kỳ tại các gia đình nghệ nhân làm rượu

a Cấu tạo hạt gạo nếp cái hoa vàng:

Nếp cái hoa vàng là một trong những giống lúa đặc sản cổ truyền của các tỉnh phía Bắc Việt Nam Gạo nếp cái hoa vàng từ ngàn xưa đã được nhân dân Việt Nam sử dụng làm nguyên liệu để chế biến các món ăn đặc biệt trong những ngày lễ hội và tết cổ truyền (xôi, bánh trưng và các loại bánh khác, rượu ) Cấu tạo hạt gạo được chia làm 4 phần: Vỏ hạt, lớp aloron, nội nhũ và phôi hạt

Nếp cái hoa vàng, có khi còn gọi là nếp ả hay nếp hoa vàng, là giống lúa nếp truyền thống nổi tiếng tại các tỉnh đồng bằng và trung du Bắc Bộ, Việt Nam, có hạt gạo tròn, dẻo, thơm đặc biệt nên thường dùng đồ xôi, làm cốm, làm các loại bánh có sử dụng gạo nếp, làm tương hoặc ủ rượu

Nếp cái hoa vàng chỉ được trồng vào vụ mùa, khoảng từ tháng 5 đến tháng 10 âm lịch Nếp được gọi là "nếp cái hoa vàng" do khi lúa trổ đòng, phấn hoa có màu vàng chứ không trắng như các loại lúa khác

Đặc tính:

+ Hương vị tự nhiên, thơm nhiều;

+ Dẻo dính, rất phù hợp đề nấu xôi, hay những món bánh đặc sản,… Trong quá trình nghiên cứu bột gạo được bảo quản:

+ Để nơi khô ráo và thoáng mát;

+ Đậy kín sau khi mở bao, tránh côn trùng xâm nhập và mùi lạ

Rượu nấu bằng các loại gạo nếp cái hoa vàng thường mang tính phổ thông, hương vị thơm ngon đặc trưng của nếp cái hoa vàng nên vùng miền nào cũng có thể tiêu thụ được

-Vỏ hạt: Bao bọc xung quanh hạt, có tác dụng bảo vệ, chống lại ảnh hưởng xấu của điều kiện ngoại cảnh, bảo vệ phôi hạt Thành phần vỏ hạt: cellulose và hemicellulose là chủ yếu Căn cứ vào đặc điểm của vỏ hạt thì vỏ hạt gồm vỏ trần và hạt vỏ trấu Sắc tố ở vỏ hạt cũng khác nhau Trên vỏ hạt còn có râu, lông…

- Lớp aloron: Là lớp tế bào trong cùng của vỏ hạt tiếp giáp với nội nhũ

Chiều dày của lớp aloron phụ thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt Lớp aloron tập trung nhiều chất dinh dưỡng quan trọng: protein, lipit, muối khoáng, vitamin, đường Đối với hạt gạo nếp cái hoa vàng lớp aloron chiếm 6-12% khối lượng hạt Bao gồm:

- Nội nhũ: Nằm sau lớp aloron Đây là thành phần chiếm tỷ lệ lớn nhất

trong các thành phần cấu tạo nên hạt Tập trung toàn bộ chất dinh dưỡng chủ yếu của hạt, nội nhũ của hạt càng lớn thì giá trị của hạt càng tăng Nội nhũ là nơi dự trữ nguyên liệu hô hấp của hạt Chất lượng hạt được đánh giá qua chất

lượng nội nhũ Hạt gạo có nội nhũ trong thì chất lượng tốt Khi xay xát ít bị

vỡ vụn và nát hạt

- Phôi: Thường nằm ở góc hạt, được bảo vệ bởi lá mầm Qua lá mầm

phôi nhận được đầy đủ chất dinh dưỡng chủ yếu để duy trì sức sống và để phát triển thành cây khi hạt nảy mầm Phôi gồm 4 phần chính: mầm phôi, rễ phôi, thân phôi và tẻ diệp Phôi hạt chiếm từ 2-13% khối lượng hạt Phôi hạt

có chứa nhiều chất dinh dưỡng có giá trị cao như protein, lipit, gluxit, vitamin, 1 số enzyme… Ngoài dinh dưỡng cao, phôi lại có cấu tạo xốp, hoạt động sinh lý mạnh nên phôi dễ nhiễm ẩm và hư hỏng Do đó hạt có phôi lớn thường khó bảo quản hơn những hạt có phôi nhỏ

b Thành phần hóa học của hạt gạo nếp cái hoa vàng:

Thành phần hóa học của gạo nếp cái hoa vàng chủ yếu là tinh bột, protein Ngoài ra trong gạo còn chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn

so với hai chất nêu trên như đường, chất khoáng, chất béo, các vitamin…

Thành phần hóa học của gạo nếp cái hoa vàng phụ thuộc vào nhiều yếu

tố như: độ lớn của hạt gạo, khí hậu, đất đai trồng trọt…

- Gluxit: Ngoài tinh bột là thành phần chủ yếu, các gluxit của gạo nếp cái hoa vàng còn có đường, dextrin, xenluloza, hemixenluloza Tinh bột gạo nếp cái hoa vàng thuộc loại tinh bột phức tạp Soi kính hiển vi thường thấy hạt tinh bột cấu tạo bởi nhiều lớp đồng tâm sắp xếp chung quanh một điểm gọi là rốn hạt Các lớp này tạo nên là do hạt tinh bột lớn dần bằng cách tăng thêm các lớp ở phía ngoài Các lớp này khác nhau ở chỉ số chiết quang và hàm lượng nước Soi trên kính hiển vi phân cực, hạt tinh bột có hình chữ nhật Hạt tinh bột có kích thước nhỏ nhất trong các tinh bột lương thực (3-8µm) Thành phần cấu tạo tinh bột gạo nếp cái hoa vàng gần 100% là amilopectin,

do đó khi nấu chín gạo dẻo và dính Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo khoảng 65-70oC

- Protein: Protein của gạo nếp cái hoa vàng chủ yếu là globulin và glutelin (Orizein), ngoài ra còn có một ít lơcozin và prolamin

Bảng 1.1 Hàm lượng các loại protein của gạo nếp cái hoa vàng xát

Dung môi hòa tan Loại protein Hàm lượng nito (%)

Trong protein của gạo nếp cái hoa vàng chứa hầu hết các axit amin không thay thế

Bảng 1.2 Thành phần các axit amin trong protein của gạo nếp cái hoa vàng xay (theo % protein)

Axit amin Hàm lượng Axit amin Hàm lượng

Axit amin Hàm lượng Axit amin Hàm lượng

Bảng 1.3 Thành phần tro của gạo nếp cái hoa vàng (% chất khô)

Thành

phần SiO 2 P 2 O 5 CaO MgO K 2 O Na 2 O SO 2

Cl,

Fe 2 O 3 , MnO 2

Gạo

lật 0,32 0,81 0,06 0,18 0,31 0,12 0,06 Vết Gạo

tách ra theo cám [3] Vì vậy, khi sử dụng gạo nếp cái hoa vàng để sản xuất rượu không nên xát gạo quá kỹ

c Giá trị thực phẩm của gạo nếp cái hoa vàng:

“Nếp cái hoa vàng” là một trong những giống lúa đặc sản cổ truyền của các tỉnh phía Bắc Việt Nam Gạo nếp cái hoa vàng từ ngàn xưa đã được nhân dân Việt Nam sử dụng làm nguyên liệu để chế biến các món ăn đặc biệt trong những ngày lễ hội và tết cổ truyền (xôi, bánh trưng và các loại bánh khác, rượu ) mà ít có loại gạo nào thay thế được

Về dinh dưỡng, trong thành phần của nếp cái hoa vàng còn có các chất dinh dưỡng khác như: tinh bột, protein, chất béo, chất khoáng, vitamin…Về mặt năng lượng mà nói thì gạo nếp cái hoa vàng là một trong những lương thực có độ sinh năng lượng khá cao Mặt khác, nếp cái hoa vàng còn có rất nhiều ứng dụng trong đời sống như: dùng để chế biến thực phẩm, bánh kẹo,

là nguyên liệu để sản xuất ra các loại sản phẩm lên men như: rượu, cồn, nước giải khát, bia… mang lại giá trị kinh tế lớn

Với những thành phần và giá trị nêu trên của gạo nếp cái hoa vàng thì việc sử dụng gạo nếp cái hoa vàng là nguyên liệu để sản xuất rượu truyền thống chất lượng cao trong công nghiệp đồ uống ở Việt Nam là rất có tiềm năng

1.2.1.2 Bánh men thuốc bắc

Ở nước ta, rượu được sản xuất theo nhiều cách khác nhau Trong đó, sản xuất rượu theo phương pháp lên men truyền thống bằng bánh men vẫn được nhân dân ta sử dụng phổ biến Trong phương pháp lên men truyền

thống, yếu tố tạo hương vị đặc trưng và chất lượng cho sản phẩm ngoài nguyên liệu lên men còn phải kể đến bánh men

Men rượu được chế từ nhiều loại thảo dược (thuốc Nam, thuốc Bắc) như cam thảo, quế chi, gừng, hồi, thạch xương bồ, bạch chỉ, xuyên khung,

rễ ớt… theo những bí quyết, công thức riêng của từng gia đình Những công thức này cùng với kỹ thuật ủ men nhiều khi không truyền cho người ngoài nhằm giữ bí quyết chất lượng rượu của nghệ nhân độc nhất vô nhị Nhào trộn hỗn hợp với bột gạo, thậm chí cả bồ hóng và ủ cho bột hơi nở ra sau đó vo, nắm từng viên quả nhỏ để lên khay trấu cho khỏi dính Đem phơi thật khô và cất dùng dần

Theo quy trình sản xuất rượu truyền thống được thực hiện ở nhiều vùng thì bánh men sử dụng cho quá trình lên men rượu chủ yếu là bánh men có chứa các vị thuốc bắc Đối với nấm men trong quá trình hoạt động sống, chúng đồng hóa các monosacarit trong điều kiện yếm khí, thải ra môi trường xung quanh sản phẩm là rượu etylic và khí cacbonic nhờ tác dụng của một phức hệ enzym Đây là một trong những đặc trưng quan trọng của nấm men được nhân dân ta ứng dụng lâu đời để sản xuất rượu bằng bánh men thuốc bắc

Bản chất của men thuốc bắc là nuôi cấy và bảo quản vi sinh vật trên môi trường tinh bột sống Sau quá trình tạo bánh, ủ và sấy ở nhiệt độ bảo quản, các vi sinh vật chuyển từ trạng thái hoạt động sang trạng thái nghỉ ngơi Chúng sẽ hoạt động nhanh chóng trở lại khi môi trường thích hợp (độ ẩm, chất dinh dưỡng, nhiệt độ), sinh sản phát triển đồng thời sinh tổng hợp phức

hệ enzym đường hóa và rượu hóa Các vị thuốc bắc trong bánh men có vai trò quan trọng trong việc kháng khuẩn, tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm và

là thành phần không thể thiếu được của bánh men thuốc bắc

Trong bánh men có nhiều loại vi sinh vật khác nhau bao gồm cả nấm men, nấm mốc và vi khuẩn Hệ vi sinh vật trong bánh men có nhiệm vụ đường hóa tinh bột và lên men đường thành rượu

Nấm men trong bánh men thuốc bắc chủ yếu gồm 2 chi là:

Endomycopsis (chủ yếu là Endomycopsis fibuliger) và Saccharomyces (chủ yếu là Saccharomyces cerevisiae) Endomycopsis fibuliger là loại nấm men

giàu enzym amylaza, glucoamylaza, chúng có thể mọc sợi, có khả năng sinh glucoamylaza và thủy phân tinh bột thành đường glucoza, do đó chúng vừa có

khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa Saccharomyces cerevisiae có

khả năng lên men nhiều loại đường khác nhau như: glucoza, saccaroza, maltoza, fructoza, galactoza Chúng có khả năng lên men ở nhiệt độ cao (36-

40oC), có khả năng chịu được độ axit, có khả năng lên men nhiều loại nguyên liệu khác nhau như: gạo, ngô, khoai, sắn… với lượng đường trong dịch từ 12-14% (có khi 16-18%) Nhiệt độ lên men tối thích là 28-320C Trong bánh men còn thấy các loại nấm men dại vừa có khả năng thủy phân tinh bột, vừa có khả năng chuyển đường thành rượu tuy sự chuyển hóa này thấp

Các loại nấm mốc thường có trong bánh men thuốc bắc là Aspergillus, penicillum Mucor, Rhizopus, đó là các loại nấm mốc phổ biến trong không

khí ở nước ta Khi gặp nấm mốc này, khi thì gặp loại khác Các loài nấm mốc

này cùng với các loài giả nấm men Endomycopsis phát triển trong môi trường

bột gạo và độ ẩm thích hợp của bánh men tạo ra nhiều enzym amylaza và glucoamylaza Các enzym này hoạt động rất thuận lợi trong giai đoạn đầu và kéo dài trong suốt giai đoạn tiếp theo Các chủng nấm mốc và nấm men có khả năng sinh glucoamylaza, khi gặp điều kiện thuận lợi trên môi trường cơ chất là tinh bột sẽ phát triển, sinh enzym thủy phân tinh bột thành đường glucoza, còn các chủng nấm men rượu sẽ tiến hành nhiệm vụ sử dụng đường

lên men rượu Cả hai quá trình này xảy ra kế tiếp nhau, chồng chéo lên nhau

và ta có thể coi như đồng thời [5]

1.2.2 Quy trình sản xuất rượu theo phương pháp truyền thống

Hình 4: Quy trình sản xuất rượu theo phương pháp truyền thống [6]

Rửa sạch Gạo

Lên men lỏng

To=30oC t=72h

Chưng cất Men bánh

Rượu

Ngành công nghiệp rượu của Việt Nam ra đời và hoạt động độc lập từ rất lâu, với vị trí là một nghề thủ công truyền thống Nhiều làng nghề truyền thống đã nổi tiếng khắp nước Các loại rượu truyền thống như rượu nếp, rượu cẩm, rượu cần được nấu bằng phương pháp thủ công cũng phổ biến không kém các loại rượu sản xuất công nghiệp Theo kinh nghiệm của ông cha ta thì rượu cổ truyền được nấu như sau:

Gạo được nấu chín thành cơm, dỡ ra nong sạch, để nguội, tiếp đó trộn với bánh men giã nhỏ với tỷ lệ từ 1,5 - 2,5% so với gạo Sau khi trộn đều, cơm được đưa vào rổ rá sạch lót lá chuối, đậy kín bằng lá phía trên nồi phủ vải sạch hoặc bao tải sạch, đặt vào chỗ thoáng mát khi trời nóng hoặc chỗ ẩm khi trời lạnh Sau 2 đến 3 ngày ta nhận được cơm ủ có mùi thơm dễ chịu, ăn ngon, có vị cay và mềm

Tiếp đó, ta cho cơm ủ vào chum hoặc vại sạch rồi thêm nước với số lượng 2 đến 3 lít cho 1 kg gạo đem nấu, khuấy đều và để cho lên men tiếp từ

3 đến 5 ngày nữa Nếu ủ men tốt thì đa số hạt gạo vẫn giữ nguyên dạng bề ngoài nhưng nổi lên trên mặt chum vại Dịch lên men này thường được gọi là

“cơm hèm” Đổ cơm hèm vào nồi đậy vung trát kín, chỉ để một lỗ hở thông với hệ thống làm lạnh rồi đun cho tới sôi, hơi bay ra ngưng tụ lại sẽ thu được rượu

Rượu được sản xuất theo phương pháp cổ truyền thường uống rất ngon,

vị đậm và êm dịu, say mà không cảm thấy sốc hoặc đau đầu Hương vị đặc trưng của rượu cổ truyền được tạo nên bởi các chất sinh ra trong quá trình lên men, bởi hương vị thuốc bắc, bởi nguyên liệu làm ra nó Các chất tạo ra trong quá trình lên men như cồn, axit aldehyt và este tạo nên hương vị đặc trưng cho rượu

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất rượu truyền thống

- Giai đoạn hấp chín:

Gạo nguyên liệu được ngâm nhằm rửa sạch chất bẩn bám bên ngoài hạt, đồng thời làm cho hạt gạo mềm, trương nở giúp dễ dàng cho quá trình nấu Sau khi để ráo, gạo được cho vào nồi, thêm nước và nấu chín Lượng nước cho vào được tính toán sao cho cơm sau khi nấu không quá nhão cũng không bị sống Có thể nói hấp chín là giai đoạn ban đầu nhưng rất quan trọng trong sản xuất rượu Các quá trình kỹ thuật tiếp theo tốt hay xấu phụ thuộc rất nhiều vào giai đoạn hấp chín Mục đích của việc làm chín hạt gạo làm cho hạt gạo trở nên mềm nhằm hồ hóa tinh bột gạo Dưới tác dụng của nhiệt độ cao sẽ cung cấp năng lượng để giải phóng các hạt tinh bột ra khỏi lớp vỏ bọc bên ngoài, đồng thời các phân tử tinh bột hút nước sẽ trương lên do liên kết giữa các phân tử tinh bột bị yếu đi, điều này giúp cho vi sinh vật dễ thuỷ phân tinh bột thành đường, cung cấp đường cho nấm men lên men rượu Nếu thời gian hấp ngắn thì các hạt tinh bột chưa giải phóng hết, liên kết giữa các phân tử tinh bột chưa đủ yếu để vi sinh vật phân hủy hoàn toàn làm giảm quá trình lên men, ảnh hưởng đến chất lượng của rượu Ngược lại, nếu kéo dài thời gian hấp chín thì sẽ hao tốn năng lượng cho quá trình hấp mà hiệu quả lại không cao hơn Mặt khác, hấp chín ở nhiệt độ cao trong thời gian dài sẽ phân hủy các vitamin trong gạo làm giảm chất lượng của rượu

- Chất lượng của bánh men:

Chất lượng của bánh men là một trong những yếu tố quan trọng để làm

ra một loại rượu ngon Trong bánh men có các loại nấm men và nấm mốc: nấm mốc phân giải tinh bột thành đường và nấm men chuyển hóa đường thành rượu, hai quá trình này xảy ra liên tục Nếu chất lượng bánh men tốt thì quá trình sản xuất rượu chỉ cần sử dụng bánh men với tỷ lệ nhỏ mà đạt chất

lượng rượu Ngược lại, nếu chất lượng bánh men không cao thì quá trình sản xuất rượu sử dụng bánh men với tỷ lệ cao, thời gian lên men kéo dài hơn, dẫn đến lãng phí thời gian và hao tốn về mặt kinh tế Mặt khác, bánh men chính là

bí quyết tạo nên hồn cốt của rượu đặc sản Tại các làng nghề đều có bí quyết men rượu riêng của làng nghề đó Chính vì vậy, nếu chất lượng bánh men có ảnh hưởng trực tiếp đến hương vị đặc trưng và chất lượng của rượu đặc sản

- Giai đoạn lên men ẩm:

Giai đoạn lên men ẩm là giai đoạn mà các vi sinh vật trong bánh men như: nấm men, nấm mốc và một số loài vi sinh vật hiếu khí khác phát triển Nấm mốc sinh sản, phát triển và tạo ra enzym phục vụ cho quá trình chuyển hóa tinh bột Nấm men sinh trưởng tạo sinh khối cho quá trình lên men sau này Nếu thời gian lên men ẩm ngắn, nấm mốc và vi khuẩn chưa đủ thời gian

để chuyển hóa hết tinh bột thành đường, do đó lượng tinh bột sót sẽ cao Nếu thời gian lên men ẩm kéo dài thì quá trình đường hóa triệt để hơn Tuy nhiên, nếu kéo dài thời gian lên men ẩm thì thời gian nấm men phát triển trong điều kiện hiếu khí kéo dài, kết quả đều dẫn đến giảm hiệu suất lên men rượu

- Giai đoạn lên men lỏng:

Thời gian lên men lỏng ảnh hưởng lớn tới hiệu suất thu hồi và chất lượng rượu Thời gian lên men lỏng ngắn, lên men sẽ không triệt để, lượng cồn tạo ra ít trong khi lượng đường còn nhiều chưa được nấm men sử dụng hết làm hiệu suất kém, lãng phí Thời gian lên men lỏng kéo dài thì nấm men

bị thoái hóa, tạo nhiều sản phẩm phụ, sản phẩm trung gian, tăng khả năng nhiễm tạp, do đó làm giảm chất lượng rượu, ảnh hưởng đến hiệu suất kinh tế Thông thường, nếu tiến hành làm theo quy trình truyền thống thì thời gian lên men lỏng thường là 5 ngày mà hiệu suất lên men lại thấp Vì vậy, cần tiến hành khảo sát thời gian lên men lỏng khi làm theo quy trình cải tiến để xác

định thời điểm dừng lên men để vừa nâng cao hiệu suất quá trình mà không làm giảm chất lượng của rượu

1.2.4 Ứng dụng một số chế phẩm enzym và nấm men thuần chủng trong sản xuất rượu đặc sản

1.2.4.1 Chế phẩm enzym Stargen 001:

Việc sử dụng chế phẩm các enzym amylaza có nguồn gốc vi sinh vật cho phép tăng cao nồng độ enzym trong môi trường lên men, do đó cho phép thủy phân sâu sắc tinh bột thành đường lên men trong một thời gian ngắn (chỉ cần 30-40 phút) Chế phẩm Enzym Stargen 001 chứa enzym α-amylase của

Aspergillus kawachi (hay Trichoderma reesei) và glucoamylase của Aspergillus niger có khả năng thủy phân tinh bột sống thành glucoza Hoạt

động bên trong của α-amylase và hoạt động bên ngoài của glucoamylaza xúc tác cho sự thủy phân hoàn toàn tinh bột sống trong điều kiện lên men rượu

ơ

Bảng 1.4 Một số tính chất của chế phẩm Stargen 001

Màu sắc Chất lỏng màu nâu sáng

Ưu điểm:

- Thực hiện được quá trình dịch hóa và đường hóa đồng thời ở nhiệt độ thường Glucoamylaza trong chế phẩm thủy phân khoan sâu vào tinh bột, trong khi đó α-amylase thủy phân để mở rộng những lỗ khoan này Điều này cho phép tinh bột sống bị thủy phân hoàn toàn ở nhiệt độ thường;

- Thủy phân hạt tinh bột không cần quá trình hồ hóa và dịch hóa;

- Tạo ra glucose liên tục;

- Loại trừ sự cần thiết của các tác nhân như canxi hay muối natri nhằm làm tăng hoạt tính enzym;

- Khi sử dụng trong một quá trình sản xuất đã thiết kế tốt, không có quá trình nấu và so sánh với các hệ thống enzym có quá trình dịch hóa và đường hóa truyền thống có giai đoạn nấu, chế phẩm nay cho:

+ Năng suất cồn cao trên một đơn vị ngũ cốc;

+ Giảm năng lượng đầu vào trên một đơn vị cồn;

+ Giảm các đơn vị vận hành (như nấu, dịch hóa, hiệu chỉnh pH và nhiệt

nhánh (1,6-α-D) glucozit trong khi đó enzym pullulanaza chỉ thủy phân liên kết mạch nhánh (1,6-α-D) glucozit Chế phẩm enzym Distillase ASP là một hỗn hợp các enzym được tạo ra bằng quá trình lên men có kiểm soát các

chủng vi sinh vật biến đổi gen là Bacillus licheniformis và Trichoderma reesei

Distillase ASP được sử dụng để đường hóa dịch bột đã qua quá trình dịch hóa từ các nguồn nguyên liệu giàu tinh bột như : lúa, ngô, miến, malt, lúa

mỳ, gạo, khoai tây và sắn

Ưu điểm:

- Distillase ASP cho phép tăng tốc độ quá trình lên men

- Tăng hiệu suất tạo cồn

1.2.4.3 Chế phẩm Dextrozyme GA (DGA)

Dextrozyme GA chứa enzym glucoamylaza thu nhận từ chủng

Aspergillus đã được biến đổi gen Chế phẩm DGA thủy phân các mối liên kết

1,4 và 1,6- α-glucozit của tinh bột đã được hồ hóa Trong quá trình thủy phân, enzym tách từng đơn vị glucoza từ đầu không khử của mạch tinh bột [11]

Chế phẩm DGA là chế phẩm enzym do hãng Novo - Đan Mạch sản xuất, hiện đang được sử dụng tại nhiều nhà máy cồn của nước ta, enzym này được sử dụng kết hợp cùng Termamyl và cũng cho hiệu suất lên men khá cao (>90%)

- Chế phẩm nấm men khô Mauripan-La Ngà (sản xuất tại Việt Nam)

Thành phần men khô: Saccharomyces cerevisiae, Emulsifier (E419)

- Chế phẩm nấm men khô Angel Trung Quốc

1.3 NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì ngành công nghiệp chế biến rượu cũng ngày càng phát triển Với việc sử dụng các chế phẩm enzym tinh khiết, chủng nấm men thuần chủng có khả năng lên men mạnh tạo ra lượng rượu lớn và tăng năng suất lên rất nhiều so với việc làm theo quy trình truyền thống

Việc sử dụng chế phẩm các enzym amylase có nguồn gốc vi sinh vật cho phép tăng cao nồng độ enzym trong môi trường lên men, do đó cho phép thủy phân sâu sắc tinh bột thành đường lên men trong một thời gian ngắn (chỉ cần 30-40 phút) Hiện nay, có nhiều loại enzym có thể đường hóa nguyên liệu sống, chín Enzym Stargen 001 là chế phẩm chứa enzym α-amylaza được

tổng hợp bởi Aspergillus kawachi và glucoamylase của Aspergillus niger có

khả năng thủy phân tinh bột sống thành glucose Hoạt động bên trong của

α-amylaza và hoạt động bên ngoài của glucoamylase xúc tác cho sự thủy phân hoàn toàn tinh bột sống trong điều kiện lên men rượu Hoạt tính của Stargen

001 được biểu diễn bằng đơn vị Granular Starch Hydrolyzing Units (GSHU) được tính toán dựa trên mức hoạt tính của enzym đối với tinh bột sống và hoạt tính của glucoamylase đối với dextrin hòa tan với những điều kiện xác định [9]

Khi sử dụng enzym vào sản xuất thì có ưu điểm là thực hiện được quá trình đường hóa và lên men đồng thời ở nhiệt độ thường Glucoamylaza trong chế phẩm thủy phân khoan sâu vào hạt tinh bột, trong khi đó α-amylaza thủy phân để mở rộng những lỗ khoan này Điều này cho phép tinh bột sống bị thủy phân hoàn toàn ở nhiệt độ thường

Để hỗ trợ thêm quá trình đường hóa và lên men, nâng cao hiệu suất của quá trình lên men, cần sử dụng thêm enzym và chủng nấm men có hoạt lực lên men mạnh và ổn định Đối với gạo nấu theo phương pháp truyền thống để nguyên hạt, các enzym được sinh ra từ nấm mốc trong bánh men sẽ thủy phân tinh bột một cách chậm chạp và không triệt để Vì enzym bổ sung có thể thủy phân tinh bột sống thành glucose nên quá trình lên men sẽ triệt để hơn

Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành cải tiến phương pháp sản xuất rượu truyền thống bằng cách bổ sung thêm enzym đường hóa và quá trình lên men

ẩm, bổ sung nấm men vào dịch lên men lỏng

Để đảm bảo về thời gian cũng như về tính chính xác, chúng tôi tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men: enzym bổ sung, nấm men bổ sung, thời gian lên men lỏng Ứng dụng đến quy mô 4 lít, cải tiến

và hoàn thiện quy trình sản xuất rượu đặc sản

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1.1 Nguyên vật liệu

2.1.1.1 Gạo nếp:

Nguyên liệu sử dụng để sản xuất rượu là gạo nếp cái hoa vàng được mua tại Hà Nội Gạo được xay hoặc xát rối để vẫn giữ lại được lớp vỏ cám bên ngoài chứa nhiều chất dinh dưỡng, làm tăng hương vị cho rượu Trong quá trình nghiên cứu, gạo được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát

2.1.1.2 Enzym:

Chế phẩm enzym Stargen 001 (Genencor) chứa enzym Aspergillus kawachi α-amylase thu được từ Trichoderma reesei và glucoamylase từ Aspergillus niger Nhờ nhóm nội α-amylase và nhóm ngoại glucoamylase,

Stargen 001 có khả năng thủy phân hoàn toàn hạt tinh bột trong các điều kiện lên men khác nhau Chế phẩm dạng lỏng, có màu nâu sậm, pH 4,0÷4,5, nhiệt

độ 20÷40oC [7]

2.1.1.3 Nấm men:

Nấm men sử dụng trong quá trình nghiên cứu là nấm men khô thuộc

chủng Saccharomyces cerevisiae của công ty Fermentis (sản xuất tại Pháp)

Chế phẩm nấm men Ethanol Red của hãng Fermentis có khả năng lên men và chịu được nồng độ cồn cao, chịu được độ cồn 18% v/v ở 35oC, nhiệt

độ lên men 30÷40oC Thành phần men khô: Saccharomyces cerevisiae,

Emulsifier [5]

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Xác định thành phần của nguyên liệu ban đầu

2.2.1.1 Xác định độ ẩm của nguyên liệu [2]

a Nguyên tắc:

Gạo được nghiền mịn và sấy đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ

105oC - 106oC Hàm lượng nước được tính trên khối lượng mất đi của nguyên liệu trong quá trình sấy

b Cách tiến hành:

Lấy khoảng 5g bột gạo đã nghiền vào cốc cân sạch, khô, đã biết trước trọng lượng Đậy nắp và cân với độ chính xác 0,001g Mở nắp, đặt cốc và nắp vào tủ sấy đã đặt nhiệt độ 105oC - 106oC, bắt đầu tính thời gian khi tủ sấy đạt nhiệt độ trên Sấy trong khoảng 3 giờ, đậy nắp, lấy cốc cân ra làm nguội trong bình hút ẩm về nhiệt độ phòng trong 20 phút rồi cân Sấy hơn 1 giờ nữa và cân lại với độ chính xác 0,001g Quá trình sấy coi như kết thúc khi sai số giữa hai lần cân không quá 0,001g

c Kết quả:

Độ ẩm của gạo (W%) được tính theo công thức sau:

 Trong đó:

m1: Khối lượng mẫu trước sấy (g);

m2: Khối lượng mẫu sau sấy (g)

2.2.1.2 Xác định hàm lượng tinh bột của nguyên liệu theo phương pháp thủy phân bằng axit [2]

a Nguyên tắc:

Thủy phân tinh bột thành đường trong dung dịch HCl 2% ở điều kiện đun sôi trong bình cách thủy trong thời gian 2 giờ Dịch được thủy phân được

làm nguội và trung hòa bằng NaOH với chỉ thị methyl da cam Hàm lượng đường trong dung dịch được xác định theo phương pháp Granianop

b Cách tiến hành:

Cân khoảng 2g bột gạo rồi chuyển toàn bộ vào bình tam giác hay bình cầu có dung tích là 250ml Tiếp theo thêm 100ml HCl 2% 100ml nước cất với 6ml HCl 35%, đậy nút cao su và nối với bình sinh hàn khí Lắc nhẹ rồi đặt bình vào nồi đun cách thủy, đun tới sôi khoảng 2 giờ Mức nước ở nồi cách thủy phải luôn cao hơn mức nước trong bình thủy phân, phải chuẩn bị nước sôi để bổ sung vào Sau 2 giờ thủy phân, toàn bộ lượng tinh bột đã chuyển hóa thành đường glucoza, làm nguội tới nhiệt độ phòng rồi thêm 4-5 giọt metyl da cam, dùng NaOH 10% để trung hòa axit tới đổi màu Chú ý chỉ trung hòa khi đã làm nguội đến 30oC, vì ở nhiệt độ cao và kiềm hóa cục bộ thì glucoza sẽ bị thủy phân thành furfurol Trung hòa xong ta chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức 250ml, tráng bình rồi thêm nước cất tới ngấn bình rồi đem lọc Dung dịch thu được xác định được bằng phương pháp Graxianop

c Kết quả:

Hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu tinh bột (%) được tính theo công thức:

 Trong đó:

a: Số gam glucoza tương ứng 20ml ferycyanua;

b: Số ml dịch đường loãng tiêu hao khi định phân;